Título: Análise e Comparação de Desempenho entre Protocolos de Agrupamento em Redes de Sensores Sem Fio

Aluno: Gustavo Nóbrega Martins

Orientador: Reinaldo Gomes

Data:26/08/15

Horário: 9hs

Local: Auditorio DSC

Banca Examinadora: Reinaldo Gomes (Orientador), Anderson Costa e Joseana Fechine

Resumo: As Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) têm ganhado notoriedade em vários contextos de aplicações (e.g. aplicações militares, médicas e ambientais) em razão dos avanços obtidos no âmbito das tecnologias de sistemas eletromecânicos em escala micrométrica (Microscale Electro-Mechanical Systems - MEMS) e nanométrica (Nanoscale Electro-Mechanical Systems - NEMS). Esses progressos implicaram o desenvolvimento de nós sensores com menor custo, tamanho reduzido e com maior eficiência no consumo de energia. Uma RSSF's é composta de vários nós sensores, distribuídos sobre uma área geográfica, com finalidade de monitorar grandezas e fenômenos físicos, tais como: temperatura, umidade, luminosidade, atividades sísmica, etc.  Geralmente, esses sensores operam de forma autônoma, com restrições de memória e processamento, e um dos nós que compõe a RSSF atua como estação base (Basestation), ou no sorvedouro, que é responsável por receber todos os dados sensoreados pela rede. No contexto das RSSF, alguns desafios são bem conhecidos pelo seu mercado, como por exemplo o desenvolvimento de padrões, tamanho da rede, faixa de frequência de operação aberta, interoperabilidade entre equipamentos de diferentes fabricantes, etc. Adicionalmente, uma outra forte restrição em RSSF está acerca do fornecimento de energia limitado oriundo das baterias (única fonte de energia), pois em alguns tipos de aplicação a RSSF é implantada aleatoriamente, em locais de difícil acesso (e.g. aplicações militares e ambientais), assim não sendo possível realizar a substituição da bateria quando necessário. Dessa forma, o tempo de vida da rede se torna um requisito crucial para o sucesso da aplicação. Para minimizar os impactos dessas restrições, algumas iniciativas foram tomadas que visaram elaborar estratégias para minimizar o consumo de energia dos sensores, assim alcançando o prolongamento do tempo de vida da rede. Como exemplo dessas iniciativas, boa parte dos protocolos de roteamento e esquemas de organização das RSSF's têm como objetivo maximizar o tempo de vida da rede por meio da redução do consumo de energia. Uma das estratégias bem difundidas acerca das RSSFs, com essa finalidade, é o de agrupamento de rede, que compreende dividir a rede em grupos. Nessa perspectiva, algumas abordagens no desenvolvimento de protocolos de agrupamento buscam embasamento em fenômenos naturais, advindas das técnicas de otimização. Os protocolos implementados com essa abordagem têm apresentado resultados satisfatórios comparados às técnicas clássicas bem difundidas na literatura, como exemplo: protocolo LEACH. Entretanto, grande parte dessas iniciativas de pesquisa, no tocante ao desenvolvimento de protocolos de agrupamento, tem utilizado de experimentação por meio de simulação para validar os achados. Alguns trabalhos na literatura apontam a necessidade do desenvolvimento de abordagens que busquem a implementação desses protocolos em plataformas reais, cujo seja possível avaliar o comportamento desses sob condições e fatores não abordados em simulação. Portanto, essa proposta de dissertação visa em elaborar uma análise comparativa entre protocolos de agrupamento em RSSF, como também realizar uma implementação prática em plataforma real de sensoriamento, a fim de analisar o desempenho dos protocolos, além de avaliar o comportamento da plataforma em um estudo de caso.